[发明专利]电动列车关键指令监控装置

说明书

技术领域

本发明涉及信号监控装置，特别是一种电动列车关键指令监控装置。

背景技术

地铁列车在行驶过程中，车上的各个系统必须协同工作，各种传感器、控制系统、按钮和继电器等部件也必须正常工作才能保证列车的正常运行。为此，新型的地铁列车均安装了实时监控及存贮设备，这些设备能够全程监测和存贮列车各个系统、传感器、按钮和继电器等部件的状态。根据这些存贮信息，当列车检修或发生瞬时故障时，维修人员可通过对存贮数据的回放，及时发现和定位故障点，从而缩短维修时间，提高维修的效率。

DC01型电动列车是上世纪90年代从德国引进的设备，原车配置的EVR记录系统对列车上的部分控制系统、按钮和重要传感器信号进行了监控和存贮，但由于受到带宽、速度、容量等条件的限制，列车只能记录简单的故障信息且记录数量有限，对于很多其它信号没有进行监控和存贮，如手柄信号、车门信号、制动信号、旁路信号、继电器信号、速度传感器信号、网压信号等。这就使检修人员只能通过各种指示灯来判断列车的状态，并且因为未被监控和存贮的信号出现误动作或故障时，检修人员事后无法查明故障的原因。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电动列车关键指令监控装置，它主要解决上述现有系统所存在的技术问题，它能全程实时监控列车的一些未被EVR记录的重要信号，将使DC01型电动列车也能实时监控列车的一些关键指令数据和司机的操作过程，为处理一些瞬时性故障及系统性故障分析提供准确的历史数据；通过对这些重要信号的监控，也可以促进列车运营的有序、规范化管理。

为达到上述目的，本发明是这样实现的：

一种电动列车关键指令监控装置，其特征在于：它主要由关键指令监控装置、上位机所组成；该关键指令监控装置主要由单片机、实时时钟、USB控制器、电源模块、存贮器、逻辑信号处理模块、频率信号处理模块和模拟信号调理模块等组成；工作时，电动列车的各关键指令等逻辑信号经过逻辑信号处理模块的隔离、降压、整形以后进行锁存，然后由单片机读取；频率信号则经过频率信号处理模块的隔离、降压、整形以后进行计数、锁存，然后将频率值送至单片机；模拟信号经过模拟信号调理模块的降压、滤波以后经多路选择器送至单片机的A/D转换端口转换为数字信号；以上信号由单片机进行数据采集并连同日期和时间信息等一起保存在存贮器中。当连接到上位机以后，根据上位机发出的指令，再把相应的数据传输至上位机进行分析。

所述的电动列车关键指令监控装置，其特征在于：所述的单片机采用了ATMEL公司的ATMega128型8位机。

所述的电动列车关键指令监控装置，其特征在于：所述的实时时钟为监控装置提供准确的日期和时间信息，安装调试完成后，通过上位机的分析软件使实时时钟与上位机日期和时间同步；时钟芯片选用PCF8563，采用微调电容对其进行校准。

所述的电动列车关键指令监控装置，其特征在于：所述的存贮器采用数据FLASH存贮器保存监控数据，存贮芯片采用Atmel公司的AT45DB642D型FLASH存贮器。

所述的电动列车关键指令监控装置，其特征在于：所述的电源模块为专用的DC-DC转换器，用于将列车上110V直流电源转换为5V直流电源；为适应110V电源的波动，该DC-DC模块输入电压范围为72～144VDC，为监控装置提供了隔离、稳定和宽范围的电源供应。

所述的电动列车关键指令监控装置，其特征在于：所述的USB控制器采用单芯片USB至UART桥接芯片CP2102。

所述的电动列车关键指令监控装置，其特征在于：所述的逻辑信号处理模块由于电动列车的控制系统、按钮、继电器等逻辑信号均是110V直流信号，而监控装置工作电压为5V，所以需要将输入信号降压、隔离、整形以后送至单片机进行采集。

所述的电动列车关键指令监控装置，其特征在于：所述的逻辑信号处理模块的频率信号电压范围为0～15V，需先要进行降压、隔离、整形处理。为减轻单片机的工作负担和提高频率计算的准确性，采用硬件定时计数器的方式对频率信号进行计数并计算频率，该频率值被锁存之后由单片机进行读取；具体方法为：用计数芯片CD4040对频率信号进行计数，由单片机的16位定时器提供精确的1秒信号，每秒锁存并读取一次频率值；读取完成后复位CD4040，使其重新开始从0计数。